.5tCD1型电动葫芦设计—CD1型电动葫芦的维修与保养毕业论.doc

河南机电高等专科学校毕业设计说明书（论文）论文题目：0.5t CD1型电动葫芦设计CD1型电动葫芦的维修与保养系 部： 机械工程系 专 业：起重运输机械设计与制造班 级： 起机101 学生姓名： 张义峰 学 号： 100125108 指导教师： 朱 绘 丽 2013年 1 月 10 日目录毕业设计说明书（论文）1目录2摘要3Abstract3绪论41.1 引言41.2 电动葫芦的发展趋势5第1章 CD1型电动葫芦的工作原理及特点71.1 电动葫芦简介71.2电动葫芦的结构71.3工作原理8第2章 CD1型电动葫芦的技术特点10第3章 CD型电动葫芦的零部件结构分析113.1 零部件的工艺特点113.2 主轴的材料、毛坯和热处理123.3 主轴加工的工艺过程123.4 主轴加工工艺过程分析123.5 箱体类零件的加工工艺143.6 箱体类零件的材料及毛坯153.7 箱体类零件的加工工艺过程15第4章 电动葫芦安装工艺184.3装第一轴184.6 装卷筒194.7 装电机19第5章 电动葫芦的维修与保养205.1电动葫芦主要零部件的三维建模205.2电动葫芦使用规范225.6 保护措施25致谢29参考文献30摘要电动起重葫芦是目前起重设备中最常见的一种机械设备，电动葫芦的发展也一定基础上决定着起重设备的发展情况，电动起重葫芦设计技术在中国已经是一种相对比较成熟的技术了。电动起重葫芦中间是 缠绕钢丝绳的卷筒，卷筒是由外壳和套筒两部分组成，套筒外壳上有焊的吊板，通过连接板与电动小车相 连接。电动小车悬挂于工字梁上，一端用电动机驱动小车运动，另一端传动至三级减速系统，带动卷筒转动，从而带动吊钩上下起升运动。本文5t电动起重葫芦的设计。主要包含起重零部件的设计和起重提升系统三级减速系统的设计两大部分。起重零部件的设计中含有钢丝绳的选取、卷筒的设计、制动器选取等；三级减速器的设计中包含传动比的设定、齿轮的设计和传动轴的设计。另外，本文中还涉及了机构、工作级别的选择、电动机的选取、轴的校核等相关元件的设计选择。 关键词：电动葫芦；起重设备；卷筒；三级同轴减速器 AbstractThe Design of 5t Electric Hoist Abstract: Electric hoist is a mechanical device is currently the most common lifting equipment, development will be decided on the basis of electric hoist lifting equipment development, electric hoist design technology in China is already a relatively mature technology. Electric lifting hoist is wound steel wire rope reel, reel is made from shells and sleeves consist of two parts, sleeve welding the hanger plate on shell, through the connection Panel and connected to the electric car. Electric car suspension on the h-beam, end movement of motor car, driving the other end to the three-stage gear system, driving drum rotation, so as to drive the crane lifting up and down movement. In this article, 5T design of electric lifting hoist. Which mainly involves lifting parts design and lifting hoist system design most of two of the three-stage gear system. Design contains a selection of wire rope of crane parts selection of design, Web design, hooks, etc; Set contains the gear ratio in the design of three-level reducer, gear design and the design of shaft. Additionally, this article has also been involved in agency level selection, selection of motors, axis, verification, and other relevant components of the design choices. Key words: Electric hoist; Lifting equipment; Rope drum; Reducer 绪论 1.1 引言 起重机械是用来对物料进行起重，运输，装卸和作业的机械。它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，已经在国民经济的多个领域得到了广泛的应用。它是一种循环的，间歇动作的，短程搬运物料的机械。一个工作循环一般包括上料，运送，卸料和回到原位的过程。在循环与循环之间一般有短暂的停歇。起重机工作的时候，各机构通常是处于启动，制动以及正向，反向等相互交替的运动状态之中。起重机械的种类很多，通常按用途和构造特征来对其进行分类。按用途来分的话，可以分为通用起重机，建筑起重机，冶金起重机，铁路起重机，造船起重机，甲板起重机等等。按构造特征来分的话，可以分为轻小型起重机，桥式起重机，臂架式起重机，固定式起重机和运行式起重机。我们的毕业课题所做的电动葫芦属于轻小型起重机械，它主要配合单梁桥式或门式起重机来组成一个完整的起重机械。然而随着时代的发展，电动葫芦也开始向大起重量，大提升高度发展，其结构形式也在不断的更新，从而使电动葫芦的品种和应用范围日益扩大。以电动葫芦作为起升机构的起重机统称为葫芦式起重机。这种起重机的核心是电动葫芦，并多为钢丝绳电动葫芦和环链式电动葫芦，以往电动葫芦除了作为单轨架空悬挂轨道起重运输设备用之外，多用来与电动单梁起重机和电动单梁悬挂起重机配套，用于车间，仓库等场所，随着电动葫芦性能参数的扩展，从80年代开始，这种葫芦式起重机已不再局限于作为轻小起重设备，大起重量的电动葫芦桥式起重机有代替起重量100t以下的轻，中工作级别的普通桥式起重机的趋势，因为这种起重机自重轻，建筑高度低。随着电动葫芦结构形式的更新，特别是电动葫芦运行小车出现了多种形式的支撑和悬挂方式，大大促进了葫芦式起重机的品种类型的增多与应用范围的扩大，80 年代在国外，特别是德国，芬兰，日本，英国，法国及保加利亚等国家的厂家，不禁相继研制生产出性能新进的电动单梁，悬挂和电动葫芦桥式起重机，还派生出先进适用的葫芦门式起重机，葫芦式抓斗起重机，葫芦吊钩抓斗两用起重机，葫芦吊钩抓斗电磁三用起重机，葫芦式旋臂起重机葫芦式壁行起重机，葫芦桥式堆垛起重机及立体仓库用葫芦式巷道堆垛起重机。葫芦式起重机品种，类型，规格的不断扩展及在起重运输设备中所占比例的增加，将使各种类型的葫芦式起重机形成一种独立而重的起重运输设备体系。1.2 电动葫芦的发展趋势我国起重运输机械行业要向大型化、节能化、智能化和成套化方向发展。我国有关部门出台的起重运输机械行业的“十五”发展规划，对该行业的技术发展趋势，优先发展的重点产品以及建议淘汰的产品，作了详细规定。2012年伊始各行业、各企业都开始了新一年的筹备工作，我国电动葫芦行业该如何发展，如何做强、做大也再次引起企业深思。在机遇与挑战并存的经济环境下，从整个电动葫芦行业的从长远的发展角度来看，市场逐渐饱和，持续高速增长的局面将不复存在，竞争的加剧也不可避免，企业需要坚定信心，理性、健康地发展。 首先，转变生产方式，优化生产模式及资源配置：加大技术研发及技术转化，降低制造成本，提高后市场服务的能力。加强行业及企业的协同合作，优化资源配置，避免市场进入低价竞争的恶性循环。 其次，培育产品的自主创新能力：大力研发创新、节能、降耗、减排的高端产品。提高企业的核心竞争力，推动产业结构调整和升级。树立品牌意识，全面提升行业的整机研发，制造技术水平。就别国内目前的发展状况而言，需在以下方面做出努力： 1）系列设计合理化：推荐参数：起重量从0.25-80t，起升高度6-63m，利用较少的基型覆盖整个系列。起升速度多样化推荐值：8m/min,10m/min,12.5m/min;双速1/10,1/3,1/4速比变化，双速方案应考虑子母机，双绕组及变极式，或采用变频无极调速技术。设计时参考GB3811-1983起重机设计规范工作级别划分，将工作级别覆盖范围扩充到M3-M6。 2 ）结构形式应能满足多种工况如：低净空，双吊点等多种安装固定方式；可遥控操纵，绝缘型，防腐防潮，耐高温高热，防爆等多种功能的产品。 3 ）外形设计改变传统的圆形设计，采用方形结构形式，模块化设计，增加零部件的通用性：布置方式由原来的电机-中间轴-减速器-卷筒的形式，改为电机-减速器-卷筒的布置方式，既有利用有效地提高钢丝绳电动葫芦起升高度，又避免高速长轴传动，可提高运行的平稳性和可靠性，降低制造成本。增加滑轮倍率范围，提高单机使用范围。 4 ）采用优质高强度钢丝绳：按GB3811-1983标准要求，在满足抗拉强度安全系数的前提下，尽可能减小钢丝绳直径，采用相适应的卷筒直径与钢丝绳直径之比及滑轮直径与钢丝绳直径之比，以利于缩小整机结构和自重。 5 ）优化齿轮设计提高齿轮的承载能力：齿轮可采用40CrMn，40MnB材质，调质和表面淬火处理或氮化，原采用的20CrMnTi或20MnTiB材质虽然在齿轮的抗弯强度和接触强度方面较理想，但是受国内基础加工水平影响，齿轮加工精度低，渗碳淬火热处理变形量难控制，后序又无磨齿工艺，难免存在齿轮噪声大，效率低等缺点。新材质及热处理方法已在国内许多厂家推广。此外，采用硬齿面与中硬齿面配对啮合的齿轮副，高速级齿轮采用剃齿工艺，齿轮螺旋角选在12度左右，这些都是提高齿轮传动平稳性的有效途径。齿轮传动箱体，箱盖结构设计应有利于噪声的吸收与减振，传动轴承应提高精度等级。 6）电机采用2,4,6级锥形转子电机以适用各种不同工：电机绝缘等级应提高至F级和11级，防护等级应提高至IP54；电机设置过热保护元件；电机的设计应考虑有效提高有用功率，降低能力和起制动能力；提高电机设计温度，充分发挥电机的潜能；电机的降噪除了在设计加工制造精度上要提高外，还应从设计上考虑降低电磁噪声和风道涡流噪声的措施。电机的设计也应遵循工作级别划分原则，提高单机使用用途。 7）增加电气保护措施：除上下限位保护外，还应增加超载保护（个别情况下考虑欠载保护）；错相，缺相，失压保护；吊钩防脱绳保护。开发多制动功能机型如：双制动（电机锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动）；三制动（锥形制动轮制动+高速轴上补偿制动+卷筒上安全闸）。根据用户需要增加起升高度，负载数字显示功能。 8）高耐磨，高强度导绳器材料及导绳器导绳性能一直是国内许多生产电动葫芦的企业探讨的课题，目前，国内已掌握了一部分成功经验。 9）其他零部件如吊钩，小车等设计要考虑成组性和通用性。 10）提高配套件如钢丝绳，轴承等标准件质量。 11）提高接触器，变压器等电控元件的机械寿命和电寿命，电控箱的外形设计应考虑与葫芦塞体的协调。 13）注重整机的油漆，包装等外观品质。第1章 CD1型电动葫芦的工作原理及特点 为减轻人力劳动力，降低劳动成本，以及产品的加工成本，CD1型电动葫芦以其结构简单，价格合理，使用方便等好处而受到国内许多厂家的亲睐。1.1 电动葫芦简介 电动葫芦是一种轻小型起重设备，具有体积小，自重轻，操作简单，使用方便等特点，用于工矿企业，仓储码头等场所。起重量一般为 0.180吨，起升高度为330米。由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。环链电动葫芦分为进口和国产两种；钢丝绳电动葫芦分CD1型、MD1型；微型电动葫芦、卷扬机、多功能提升机。 1.2电动葫芦的结构1.2.1电动葫芦的主要结构 减速器：采用三级定轴斜齿轮转动机构，齿轮和齿轮轴用经过热处理的合金钢制成，箱体，箱盖由优质铸铁制成，装配严密，密封良好。减速器自成一个部件，装卸极为方便。 控制箱：采用能在紧急情况下切断主电路，并带有上下行程保护断火限位器的装置。确保了电动葫芦的安全运行。电器元件寿命长，使用可靠。 钢丝绳：采用GB1102-74（6*37+1）X型起重钢丝绳，它保证了经久耐用。 锥行电动机：起升电机采用较大起动力矩锥形转子制动异步电动机，无须外加制动器。电机负载持续率为25%，电机采用B级或F级绝缘，电机防护等级IP44/IP54。 按钮开关：手操作轻巧灵便，分有绳操纵和无线遥控两种方式。 1.2.2电动葫芦的分类 电动葫芦分为钢丝绳式和环链式两种。 钢丝绳电动葫芦 这种电动葫芦常用自带制动器的鼠笼型锥形转子电动机，也可用另配电磁制动器的圆柱形转子电动机。减速一般用定轴式外啮合齿轮传动，输入轴与输出轴在同一轴线上。钢丝绳通常是单层缠绕在卷筒上，用导绳器使其排列整洁，起重量小时也可多层缠绕。它装有防止吊钩超出极限位置的行程开关和起重量限制器（见起重机安全装置，必要时可再设一制动器。钢丝绳电动葫芦的起重量为0.180吨，起升高度为330米,起升速度为412米分。有慢速要求时,可采用双速电动葫芦,慢速与常速之比为1/21/4。多数电动葫芦由人用按钮在地面跟随操纵，也可在司机室内操纵或采用有线或无线远距离控制。地面操纵时的运行速度常为2030米分，也可有双速，在司机室操纵时的速度可达60米分。电动葫芦除单独使用外，还可作为一些桥架型起重机的起升机构。配上小车成为运行式电动葫芦，又可作为起重小车。 环链电动葫芦 这种电动葫芦更为轻小，但工作平稳性不如钢丝绳电动葫芦。减速系统内装有摩擦离合器，可防止超载并起升降限位作用。现在电动葫芦还可分为：防爆电动葫芦、悬挂电动葫芦、微型电动葫芦、爬架电动葫芦等。1.3工作原理 图1-1 CD1型电动葫芦 电动葫芦的工作原理如下：先启动起升电动机，把重物起升到适当的高度，在启动运行电动机把重物运到指定的位置，运行小车在单工字钢梁的下缘行走。行走时采用一个电动机驱动运行小车两边的车轮。由于行走速度比较小，因此运行小车一般不设置制动机构。运行小车在行走时，为防止重物下降，在起升机构上设置了一个电磁制动器。制动是依靠弹簧的压力把内、外盘压紧，原理与摩擦离合器相似，松开时利用电磁铁通电以后吸住外盘而使内、外盘松开。电磁制动器的电路与起升电动机的电路并联，因此只要起升电机一启动，电磁制动器松开，使重物上、下降自如；当电动机关闭时，则电磁制动器也断电，电磁吸引力消失，在弹簧的压力作用下，内外盘紧紧压住，起到制动的作用。动作原理:电动机轴通过橡胶轮胎式弹性联轴器与减速器高速轴相连。当电动机通电旋转驱动减速器高速轴转动时，并将驱动力矩通过齿轮传递至减速器最后一级大齿轮，齿轮在通过花键与空心轴相连接，空心轴又通过花键与卷筒相连接，为此通过减速传动的力矩使卷筒旋转，再使钢丝绳缠绕或脱开卷筒而使吊钩和吊载起升或下降，来完成起升机构的功能。 它的传动路线为电动机，联轴器，三级齿轮减速器输人轴2，减速器的输出轴（空心轴）6，卷筒12。1.4电动葫芦的特点及应用 电动葫芦特点：CD1型电动葫芦具有自重轻、体积小、结构简单等优点；还有重量轻、体积小、结构紧凑、品种规格多、运行平稳，操作简单，使用方便等特点。CD1型为锥形转子电动机单速电动葫芦。它们可以在同一平面上做直的、弯曲的、循环的架空轨道上使用，也可以在以工字钢为轨道的电动单粮、手动单梁、桥式、悬挂、悬臂、龙门等起重机上使用。电动葫芦广泛应用在工厂、货栈、码头、电站、伐木场等场合，是起升搬运物品，最理想的起重设备。起重量：500-1000-2000-3000-5000-10000-16000-20000KG 起升高度：6、9、12、18、24、30(M) 电动葫芦可以安装在葫芦单梁；桥式起重机；门式起重机；悬挂起重机上。捎加改造，还可以作卷扬用。因此：它是工厂；矿山；港口；仓库；货场；商店等常用的起重设备之一，是提高劳动效率,改善劳动条件的必备机械。第2章 CD1型电动葫芦的技术特点CD1型钢丝绳电动葫芦单独使用或与单梁、葫芦双梁、葫芦门机、悬壁吊等配套使用，广泛用于铁道、码头、工矿企业、仓库等场所吊运重物。该CD1型电动葫芦设计理念：自重轻、稳定性强，安全系数高，机械寿命久，便于维护。结构简单，外形美观，尺寸设计均衡。 CD1型钢丝绳电动葫芦起升速度为单速。电动葫芦有固定式与运行式之分，固定式电动葫芦又分上（A1）、下（A2）、左（A3）、右（A4）四种安装方式。下固定式电动葫芦常与LH型电动葫芦双梁配套使用。运行式电动葫芦即可以在水平方向作直线往复运动也可在有限弧形轨道作曲线运动。运行式电动葫芦可与LD电动单梁起重机、LX电动悬挂起重机、MH电动葫芦门式起重机、BMH电动葫芦半门式起重机、悬臂起重机等配套使用，构成多种葫芦式起重机。 电动葫芦设计、制造满足GB3811-2008起重机设计规范，JB/T9008.1-2004钢丝绳电动葫芦第一部分：型式与基本参数、技术条件标准。工作环境温度为-20+40,大气压力为0.080.11Mpa，相对湿度85%（25），电源额定电压为380V，额定频率为50Hz。 电动葫芦在额定载荷下工作时，当起重量5吨时，噪声声压级不超过85dB（A）, 当起重量5吨时，噪声声压级不超过90dB（A） CD1型钢丝绳电动葫芦主要由：起升电机、减速机、卷筒装置、吊钩组、电控系统、运行小车、安全装置等部分组成。第3章 CD型电动葫芦的零部件结构分析 3.1 零部件的工艺特点3.1.1 轴类零部件的工艺特点轴类零件是机器中的常见零件，也是重要零件，其主要功用是用于支承传动零部件（如齿轮、带轮等），并传递扭矩。轴的基本结构是由回转体组成，其主要加工表面有内、外圆柱面、圆锥面，螺纹，花键，横向孔，沟槽等。轴类零件的技术要求主要有以下几个方面：（l）直径精度和几何形状精度 轴上支承轴颈和配合轴颈是轴的重要表面，其直径精度通常为IT5IT9级，形状精度（圆度、圆柱度）控制在直径公差之内，形状精度要求较高时，应在零件图样上另行规定其允许的公差。（2）相互位置精度 轴类零件中的配合轴颈（装配传动件的轴颈）对于支承轴颈的同轴度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的轴，配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动一般为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0 . 005mm。此外，相互位置精度还有内外圆柱面间的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。（3）表面粗糙度 根据机器精密程度的高低，运转速度的大小，轴类零件表面粗糙度要求也不相同。支承轴颈的表面粗糙度Ra值一般为0.160. 63m，配合轴颈Ra值为0.632.5m。各类机床主轴是一种典型的轴类零件，图3-1所示为减速器高速轴简图。下面以该车床主轴加工为例，分析轴类零件的工艺过程。图3-1 减速器高速轴简图3.1.2主轴的主要技术要求分析1支承轴颈的技术要求一般轴类零件的装配基准是支承轴颈，轴上的各精密表面也均以其支承轴颈为设计基准，因此轴件上支承轴颈的精度最为重要，它的精度将直接影响轴的回转精度。由图4-1见本主轴有三处支承轴颈表面，（前后带锥度的、面为主要支承，中间为辅助支承）其圆度和同轴度（用跳动指标限制）均有较高的精度要求。2螺纹的技术要求主轴螺纹用于装配螺母，该螺母是调整安装在轴颈上的滚动轴承间隙用的，如果螺母端面相对于轴颈轴线倾斜，会使轴承内圈因受力而倾斜，轴承内圈歪斜将影响主轴的回转精度。所以主轴螺纹的牙形要正，与螺母的间隙要小。必须控制螺母端面的跳动，使其在调整轴承间隙的微量移动中，对轴承内圈的压力方向正。3前端锥孔的技术要求主轴锥孔是用于安装顶尖或工具的莫氏锥炳，锥孔的轴线必须与支承轴颈的轴线同轴，否则影响顶尖或工具锥炳的安装精度，加工时使工件产生定位误差。4前端短圆锥和端面的技术要求主轴的前端圆锥和端面是安装卡盘的定位面，为保证安装卡盘的定位精度其圆锥面必须与轴颈同轴，端面必须与主轴的回转轴线垂直。5其它配合表面的技术要求如对轴上与齿轮装配表面的技术要求是：对、轴颈连线的圆跳动公差为0.015mm，以保证齿轮传动的平稳性，减少噪音。上述的（1）、（2）项技术要求影响主轴的回转精度，而（3）、（4）项技术要求影响主轴作为装配基准时的定位精度，而第（5）项技术要求影响工作噪音，这些表面的技术要求是主轴加工的关键技术问题。综上所述，对轴类零件，可以从回转精度、定位精度、工作噪音这三个方面分析其技术要求。3.2 主轴的材料、毛坯和热处理1主轴材料和热处理的选择。一般轴类零件常用材料为45钢，并根据需要进行正火、退火、调质、淬火等热处理以获得一定的强度、硬度、韧性和耐磨性。对于中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等牌号的合金结构钢，这类钢经调质和表面淬火处理，使其淬火层硬度均匀且具有较高的综合力学性能。精度较高的轴还可使用轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，它们经调质和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲劳性。在高速重载条件下工作的轴，可以选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等渗碳钢，经渗碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部强度和冲击韧性好。在实际应用中可以根据轴的用途选用其材料。如车床主轴属一般轴类零件，材料选用45钢，预备热处理采用正火和调质，最后热处理采用局部高频淬火。2主轴的毛坯。轴类毛坯一般使用锻件和圆钢，结构复杂的轴件（如曲轴）可使用铸件。光轴和直径相差不大的阶梯轴一般以圆钢为主。外圆直径相差较大的阶梯轴或重要的轴宜选用锻件毛坯，此时采用锻件毛坯可减少切削加工量，又可以改善材料的力学性能。主轴属于重要的且直径相差大的零件，所以通常采用锻件毛坯。3.3 主轴加工的工艺过程一般轴类零件加工简要的典型工艺路线是：毛坯及其热处理轴件预加工车削外圆铣键槽等最终热处理磨削。3.4 主轴加工工艺过程分析1定位基准的选择在一般轴类零件加工中，最常用的定位基准是两端中心孔。因为轴上各表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以用中心孔定位符合基准重合原则。同时以中心孔定位可以加工多处外圆和端面，便于在不同的工序中都使用中心孔定位，这也符合基准统一原则。当加工表面位于轴线上时，就不能用中心孔定位，此时宜用外圆定位，例如表4-1中的第10序钻主轴上的通孔，就是采用以外圆定位方法，轴的一端用卡盘夹外圆，另一端用中心架架外圆，即夹一头，架一头。作为定位基准的外圆面应为设计基准的支承轴颈，以符合基准重合原则。如上述工艺过程中的17和23序所用的定位面。此外，粗加工外圆时为提高工件的刚度，采取用三爪卡盘夹一端（外圆），用顶尖顶一端（中心孔）的定位方式，如上述工艺过程的6、8、9序中所用的定位方式。由于主轴轴线上有通孔，在钻通孔后（第10序）原中心孔就不存在了，为仍能够用中心孔定位，一般常用的方法是采用锥堵或锥套心轴，即在主轴的后端加工一个1：20锥度的工艺锥孔，在前端莫氏锥孔和后端工艺锥孔中配装带有中心孔的锥堵，如图4-2所示，这样锥堵上的中心孔就可作为工件的中心孔使用了。使用时在工序之间不许卸换锥堵，因为锥堵的再次安装会引起定位误差。当主轴锥孔的锥度较大时，可用锥套心轴，如图4-2所示。图4-2 锥堵与锥套心轴为了保证以支承轴颈为基准的前锥孔跳动公差（控制二者的同轴度），采用互为基准的原则选择精基准，即第11、12序以外圆为基准定位车加工锥孔（配装锥堵），第16序以中心孔（通过锥堵）为基准定位粗磨外圆；第17序再一次以支承轴颈附近的外圆为基准定位磨前锥孔（配装锥堵），第21、22序，再一次以中心孔（通过锥堵）为基准定位磨外圆和支承轴颈；最后在第23序又是以轴颈为基准定位磨前锥孔。这样在前锥孔与支承轴颈之间反复转换基准，加工对方表面，提高相互位置精度（同轴度）。2划分加工阶段主轴的加工工艺过程可划分为三个阶段：调质前的工序为粗加工阶段；调质后至表面淬火前的工序为半精加工阶段；表面淬火后的工序为精加工阶段。表面淬火后首先磨锥孔，重新配装锥堵，以消除淬火变形对精基准的影响，通过精修基准，为精加工做好定位基准的准备。3热处理工序的安排45钢经锻造后需要正火处理，以消除锻造产生的应力，改善切削性能。粗加工阶段完成后安排调质处理，一是可以提高材料的力学性能，二是作为表面淬火的预备热处理，为表面淬火准备了良好的金相组织，确保表面淬火的质量。对于主轴上的支承轴颈、莫氏锥孔、前短圆锥和端面，这些重要且在工作中经常摩擦的表面，为提高其耐磨性均需表面淬火处理，表面淬火安排在精加工前进行，以通过精加工去除淬火过程中产生的氧化皮，修正淬火变形。3.5 箱体类零件的加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图4-3所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。箱体类零件的结构特点和技术要求分析图4-3所示零件为该电动葫芦减速器箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。1平面的精度要求 箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。2孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。3孔与平面间的位置精度 箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。4表面粗糙度 重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8m，装配基面表面粗糙度为1.6m。3.6 箱体类零件的材料及毛坯箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。3.7 箱体类零件的加工工艺过程箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。箱体零件的典型加工路线为：平面加工孔系加工次要面（紧固孔等）加工。图4-3某车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。车床主轴箱体零件的加工工艺过程箱体类零件的加工工艺过程分析一、主要表面的加工方法选择箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削，也可采用车削。当生产批量较大时，可采用各种组合铣床对箱体各平面进行多刀、多面同时铣削；尺寸较大的箱体，也可在多轴龙门铣床上进行组合铣削，可有效提高箱体平面加工的生产率。箱体平面的精加工，单件小批量生产时，除一些高精度的箱体仍需手工刮研外，一般多用精刨代替传统的手工刮研；当生产批量大而精度又较高时，多采用磨削。为提高生产效率和平面间的位置精度，可采用专用磨床进行组合磨削等。箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔，一般需要经过34次加工。可采用扩一粗铰一精铰，或采用粗镗半精镗一精镗的工艺方案进行加工(若未铸出预孔应先钻孔）。以上两种工艺方案，表面粗糙度值可达Ra0. 81. 6m。铰的方案用于加工直径较小的孔，镗的方案用于加工直径较大的孔。当孔的加工精度超过IT 6级，表面粗糙度值Ra小于0. 4m时，还应增加一道精密加工工序，常用的方法有精细镗、滚压、珩磨、浮动镗等。二、箱体加工定位基准的选择1粗基准的选择 粗基准的选择对零件主要有两个方面影响，即影响零件上加工表面与不加工表面的位置和加工表面的余量分配。为了满足上述要求，一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。本箱体零件就是宜主轴孔和距主轴孔较远的轴孔作为粗基准。本箱体不加工面中，内壁面与加工面（轴孔）间位置关系重要，因为箱体中的大齿轮与不加工内壁间隙很小，若是加工出的轴承孔与内壁有较大的位置误差，会使大齿轮与内壁相碰。从这一点出发，应选择内壁为粗基准，但是夹具的定位结构不易实现以内壁定位。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的，以轴孔为粗基准可同时满足上述两方的要求，因此实际生产中，一般以轴孔为粗基准。2精基准的选择 选择精基准主要是应能保证加工精度，所以一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则，本零件的各孔系和平面的设计基准和装配基准为为G、H面和P盖，因此可采用G、H面和P三面作精基准定位。三、箱体加工顺序的安排箱体机械加工顺序的安排一般应遵循以下原则：1先面后孔的原则 箱体加工顺序的一般规律是先加工平面，后加工孔。先加工平面，可以为孔加工提供可靠的定位基准，再以平面为精基准定位加工孔。平面的面积大，以平面定位加工孔的夹具结构简单、可靠，反之则夹具结构复杂、定位也不可靠。由于箱体上的孔分布在平面上，先加工平面可以去除铸件毛坯表面的凹凸不平、夹砂等缺陷，对孔加工有利，如可减小钻头的歪斜、防止刀具崩刃，同时对刀调整也方便。2先主后次的原则 箱体上用于紧固的螺孔、小孔等可视为次要表面，因为这些次要孔往往需要依据主要表面（轴孔）定位，所以这些螺孔的加工应在轴孔加工后进行。对于次要孔与主要孔相交的孔系，必须先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否则会使主要孔的精加工产生断续切削、振动，影响主要孔的加工质量。3.孔系的数控加工由于箱体零件具有加工表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特点，生产中常使用高效自动化的加工方法。过去在大批、大量生产中，主要采用组合机床和加工自动线，现在数控加工技术，如加工中心、柔性制造系统等已逐步应用于各种不同的批量的生产中。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工，加工中心的自动换刀系统，使得一次装夹可完成钻、扩、铰、镗、铣、攻螺纹等加工，减少了装夹次数，实行工序集中的原则，提高了生产率。第4章 电动葫芦安装工艺4.1装第三轴 (1)用煤油将零件擦洗干净。将齿轮轴竖起来，从其阶梯轴长的那一侧安装齿轮。以轴肩定位及限位，将齿轮放在该侧轴段第三阶上，并用铜棒敲击齿轮四周，直至轴肩处，然后用平键固定；用铜棒将轴承安装在该侧轴段第一阶上，以轴肩定位及限位，并安上轴承挡圈；将安装轴承端放入减速器底座最外侧的圆内，以挡圈限位，用铜棒敲击另一端将其安装。齿轮安装按规范DL/T5019中5.1.7.5条接触斑点的规定、5.1.7.6条最小侧隙的规定及5.1.7.7条齿顶间隙的规定进行。使用工具：铜棒、常闭尖嘴卡钳 (2)检验 安装位置、接触斑点及转动灵活性。 4.2装第二轴 (1)用煤油将零件擦洗干净。将轴承放在木板上，以齿轮轴肩限位，将靠近齿轮轴上齿轮侧的轴段敲入轴承内，并将挡圈固定在轴承上。将齿轮轴竖直放置，从齿轮轴的另一侧，将齿轮及键安装在轴段上，以齿轮轴肩限位；将轴承及挡圈依次固定。远离齿轮轴上齿轮的轴承为装入端，并使此轴上小齿轮与第三轴的大齿轮结合，将其固定在靠近减速器底座中心圆的圆内，以挡圈限位。使用工具：铜棒、常闭尖嘴卡钳。 (2)检验 安装位置、啮合性、接触斑点及转动灵活性。4.3装第一轴 (1)用煤油将零件擦洗干净。在靠近齿轮轴上齿轮侧，以轴肩限位，将轴承及挡圈固定；轴承为装入端，并使小齿轮与第二轴上的大齿轮啮合，将此轴固定在减速器底座的中心圆处。使用工具：铜棒、常闭尖嘴卡钳。 (2)检验 安装位置、啮合性、接触斑点及转动灵活性。4.4装空心轴 (1)用煤油将零件擦洗干净。空心轴竖直放置，轴上齿轮为下端。将封油盘及轴承依次安装在空心轴段上，用铜棒敲击轴承四周，以封油盘限位，将轴承固定。减速器壳体水平放置，大圆孔在上，并将大齿轮放入壳体腹内。将此轴放在大圆孔处，并用铜棒敲击空心轴，以大圆孔内的台阶限位，将其固定，在安装的同时，确保大齿轮与空心轴上花键配合好，此处大齿轮以花键轴肩限位。将壳体翻转，以此时空心轴顶端轴段外圆为基准，以壳体凸台外边限位，用铜棒将滚针轴承固定在顶端轴段上，安装限位卡环。使用工具：铜棒，常闭尖嘴钳。 (2)检验 安装位置及尺寸、啮合性、转动灵活性。4.5装减速器壳体 (1)在轴2顶端段安装滚子轴承及限位卡环，以第二轴顶端轴承外圈定位使空心轴通过轴1安装壳体，然后在轴3顶端段安装滚针轴承在轴1末端安装卡环。位置尺寸符合图纸要求。使用工具：铜棒，锤子，常闭尖嘴钳。 (2)连接底座与壳体 将减速器壳体与底座紧密连接后,用螺栓固定。每镗好一孔配一只剪力套并压入。使用工具：锤子，扳手。(3)检验 安装位置及尺寸、啮合性。4.6 装卷筒 （1）清洗零件 用煤油将零件擦洗干净。 （2）装卷筒 将减速器竖直放置，在轴1末端安装限位卡环，套上梅花联轴器，然后将卷筒放置在减速器上，安装卷筒壳体，用螺栓使减速器与卷筒壳体紧密连接。使用工具：常闭尖嘴卡钳，扳手。 （3）检验 安装位置及尺寸,转动灵活性。4.7 装电机 （1）清洗零件 用煤油将零件擦洗干净。 （2）装电机 将电机竖直放置，在输出端安装限位卡环，然后使输出端接入联轴器，并使卷筒壳体与电机紧密相连后用螺栓连接固定。使用工具：扳手，常闭尖嘴钳。（3）检验 安装位置及尺寸,转动灵活性。第5章 电动葫芦的维修与保养5.1电动葫芦主要零部件的三维建模5.1.1 CAD、Pro/e软件的功能与运用特点 (1) CAD软件的功能及特点：计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。 在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。其具有：平面绘图（能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象）、绘图辅助工具（提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等）、标注尺寸（可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定）等功能。 图4-1 AutoCAD的操作界面 （2）Pro/e软件的功能及特点：Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。图4-2 PRO/E 野火4.0的操作界面Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。（3）下图是本次毕业设计0.5TCD型电动葫芦，两张零部件的二维、三维图图4-3 第一轴 图5-4 减速器箱体5.2电动葫芦使用规范 1、新安装或经拆检后安装的电动葫芦，首先应进行空车试运转数次。但未安装完毕前，切忌通电试转。 2、正常使用前应进行以额定负荷125%，起升离地面约100毫米，10分钟的静负荷试验，检查是否正常。 3、动负荷试验是以额定负荷重量，作反复升降与左右移动实验，试验后检查其机械传动部分，电气部分和连接部分是否正常可靠。 4、在使用中，绝对禁止在不允许的环境下，及超过额定负荷和每小时额定合闸次数（120次）情况下使用。 5、安装调试和维护时，必须严格检查限位装置是否灵活可靠，当吊钩升至上极限位置时，吊钩外壳到卷筒外壳之距离必须大于50mm（10t,16t,20t必须大于120mm）。当吊钩降至下极限位置时，应保证卷筒上钢丝绳安全圈，有效安全圈必须在2圈以上。 6、不允许同时按下两个使电动葫芦按相反方向运动的手电门按钮。 7、工作完毕后必须把带能源的总闸拉开，切断电源。 8、电动葫芦应由专人操纵，操纵者应充分掌握安全操作规程，严禁歪拉斜吊。 9、在使用中必须由专门人员定期对电动葫芦进行检查，发现故障及时采取措施，并仔细加以记录。 10、调整电动葫芦制动下滑量时，应保证额定载荷下，制动下滑量SV/100（V为负载下一分钟稳定起升的距离）。 11、钢丝绳的报废标准，钢丝绳的检验和报废标准按CB/T5972-1986起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范执行。 12、电动葫芦使用中必须保持足够的润滑油，并保持润滑油的干净，不应含有杂质和污垢。 13、钢丝绳上油时应该使用硬毛刷或木质小片，严禁直接用手给正在工作的钢丝绳上油。 14、电动葫芦不工作时，不允许把重物悬于空中，防止零件产生永久变形。 15、在使用过程中，如果发现故障，应立即切断主电源。 16、使用中应特别注意易损件情况。17、1020吨葫芦在长时间连续运转后，可能出现自动断电情况，这属于电机的过热保护功能，此时可以下降，过一段时间，待电机冷却下来后即可继续工作。 新安装，经过大修，闲置时间一年以上重新使用的电动葫芦及行车，使用前应根据有关装试规定进行检查。检查通常分以下三种方式：5.3 日常检查：检查项目及要求见表1。检查项目要 求作业地点在操作者步行范围内无障碍物。运行轨道由在面观察轨道上不得有异常。按钮（手电门）升、降、左、右运行动作应正常、准确，同时按动一组按钮。运行轨道由在面观察轨道上不得有异常。按钮（手电门）升、降、左、右运行动作应正常、准确，同时按动一组按钮。限位器空钩上升到极限位置时,限位移电流应准确可靠消息。吊钩装置吊钩在圆周360与垂直180范围内应转动灵活,滑轮转动无卡阻现象,吊钩螺母防松装置无异常。钢丝绳不得有扭结，灼伤及明显松散、腐蚀等缺陷，绳上应有润滑脂。制动器起升、下降及运行，制动应灵敏可靠。导绳器及其它全装置空载上升，收绳吐绳自如，其它安全装置动作正常，安全可靠。5.4 月度检查：根据CD型电动葫芦各部分结构在安全运转上重要程度，使用频繁程度以及是否易损件等来确定检查周期，一般分为三等级：级，每月必须检查一次；级，每三月检查一次；级每六月检查一次；要求和等级见表2。检查项目要求检查周期按 钮现象外壳及绝缘物不得有损伤一个月悬挂电缆电缆上下两端固定应牢固可靠，不得有破损，断线等缺陷，保证绝缘。装置（手电门）按钮联锁装置上下，左右各